煤基甲醇制烯烃(MTO)工艺生产低碳烯烃的工程技术及投资.pdf

第5期(总第120期)煤化工No．5(TotalNo．120)
2005年10月CoalChemicalIndustryOct．2005

煤基甲醇制烯烃(MTO)工艺生产低碳烯烃的
工程技术及投资分析．

陈香生刘昱陈俊武
(中国石化集团洛阳石化工程公司，洛阳471003)

摘要煤基甲醇制低碳烯烃工艺无论从技术还是从经济上都具备了工业化应用的基础和条件。MTO工
艺目前是将甲醇转变为以乙烯、丙烯为主低碳烯烃且最容易实现百万吨级大型化进料规模的工艺技术，工程方
面虽然没有颠覆性的风险但还是需要经过万吨级工业化示范装置验证。通过对煤基甲醇技术及投资的分析得
出：MT0工艺工业化应用的关键除催化剂和工艺技术本身外，煤基甲醇装置的大型化和甲醇制造成本是否有竞
争力是最关键的因素。
关键词煤基甲醇MT0工艺工程技术投资分析

文章编号：1005-9598(2005)一05-0006—06中图分类号：TQ22文献标识码：A

由煤基或天然气基生产的低碳烯烃并进一步生产聚
1目前具备发展煤基和天然气基碳一化学烯烃、乙二醇、环氧乙烷等石化产品的项目已经具备
工业应用的条件了技术和市场条件，是势在必行。

天然气、煤
我国能源分布状况是富煤、贫油、少气，因此，在
第一层次I
未来相当长的时期内，煤炭仍然将占我国总能源消费●
合成气
的65％～70％。
l
从国家安全和能源战略的角度出发，研究开发以第二层次I
●
碳一资源替代石油的天然气和煤气化化工工艺有着醇醚类(甲醇、二甲醚)
极其重要的意义。煤化工属于碳一化学工业应用领烃类(烯烃、油品)
域，可生产几乎所有种类的下游石油化工产品(见图其他(H2、H2／N2)
1)。在目前我国原油储量及开采量满足不了国民经济第三层次I
●
需要(近50％原油需要进口)，而国际油价已经攀升到下游石化产品
60美元／桶～70美元／桶的形势下，我国煤化工的发
图1碳一化工应用的工业化层次结构图
展将直接关系着国家能源战略安全和基本化工产品
的供给。在煤炭、天然气资源比较丰富的地区，经过慎
重的市场分析和技术经济认证后，适度建设煤液化2甲醇制低碳烯烃的MTO工艺
(包括直接液化和间接液化)制油的项目，建设煤或天
然气基甲醇经MTO／MTP工艺制低碳烯烃的项目，建设2．1MTo工艺先进。但工程上有待技术完善
以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典

收稿日期：2005—08—10型的一碳有机化合物，主要由煤基或天然气基的合成
作者简介：陈香生(1941一)，男，1964年毕业于北京石油气生产。用以甲醇为代表的含氧有机物为原料生产以
学院炼油工程专业，教授级高级工程师，一直从事炼油技术乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺有国外的MT0、MTP
研究和管理工作，现主要从事渣油裂解制低碳烯烃工艺研工艺和中国科学院大连化学物理研究所的DMT0工
究和甲醇转化制低碳烯烃(OMT0)Z艺技术开发。艺。这些工艺的原料基本相同，只是催化剂各有特色，

2oo5~10月陈香生等：煤基甲醇制烯烃(MTO)工艺生产低碳烯烃的工程技术及投资分析一7

目的产品有所不同。严格地说，这些工艺都是将含氧核和验证。针对MTO工艺特殊要求的许多工程技术尽
有机化合物催化转化为低碳烯烃，称之为OTO(Oxy—管从发表的文献来看是有理有据，但毕竟处于概念状
genateToOlefins)工艺更为贴切。以美国UOP公司、态，还没有单独或集成在一起在工业上实施过。从中
中国科学院大连化学物理研究所为代表专利商提供试一步到百万吨级规模还是存在许多不确定的因素。
的MTO、DMTO工艺所用的催化剂均是经金属改性的百万吨级装置的工艺包编制和工程设计一定要准确、
SAPO系歹U含磷硅铝氧化物分子筛，各家制造工艺尽优化，不宜用投入数十亿元资金的百万吨级工业化装
管不同，最终产品均是[SiO]、[P0]、[AIO]四面体构置来作工艺和催化剂性能的工业化验证试验，作工程
成的8～l2元环笼型状的晶体网架结构，适合MTO、技术的开发和验证试验。因此，MTO技术当前是处于
DMTO工艺的SAPO分子筛催化剂的笼子环型口直径即将工业化应用的阶段，是先进但在工业上尚不成熟
约为0．40nm-O．45nm，非常适合甲醇、二甲醚等含氧的技术，需要经过工程技术开发阶段并在工业化示范
化合物分子进入笼子内部与活性中心发生生成乙烯、装置上得到验证。
丙烯等目的产品的催化转化反应。总烯烃的选择性目2．2MTo工艺的机理
前已经可以达到约90％，乙烯质量产率约为21％～25％，MTO的反应机理是甲醇先脱水生成二甲醚
丙烯质量产率约为12％～15％。通过改变工艺条件，MTO(DME)，然后DME与原料甲醇的平衡混合物脱水继续
工艺的C。C2=的质量比率可在0．75和1．5之间改